Elektroantrieb auf Basis der Brennstoffzellen-technik

Auch als Variante mit einem Elektroantrieb auf Basis der Brennstoffzellentechnologie bietet der F 800 Style dank seiner intelligenten Auslegung Fahrspaß und Fahrdynamik sowie Platz für bis zu fünf Personen: Der rund 100 kW (136 PS) starke Elektromotor entwickelt ein souveränes Drehmoment von rund 290 Nm. Den Fahrstrom erzeugt die Brennstoffzelle emissionsfrei aus einer chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff an Bord; dabei entsteht lediglich reiner Wasserdampf.

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Schematische Darstellung des F 800 Style mit F-CELL

Schon seit 1994 erforscht der Stuttgarter Automobilhersteller den Einsatz des Elektroantriebs mit Brennstoffzelle im Automobil und verfügt damit über herausragendes Know-how auf diesem Gebiet. Mit der neuen B-Klasse F-CELL hat Mercedes-Benz bereits das erste unter Serienbedingungen gefertigte Fahrzeug mit Brennstoffzellenantrieb vorgestellt. 2010 gehen die ersten Fahrzeuge der Kleinserie in Kundenhand über.

Wie bei der Hybridantriebstechnik haben die Mercedes-Ingenieure auch für Fahrzeuge mit Batterie- und Brennstoffzellenantrieb einen modularen Systembaukasten entwickelt. Dieser ermöglicht den effizienten Einsatz von Gleichteilen in allen Elektrofahrzeugen, von dem Elektromotor und dem Getriebe über die Batterie und das Hochvolt-Sicherheitskonzept bis hin zu Hochvoltverkabelung und Softwaremodulen. Bei F-CELL Fahrzeugen lassen sich spezifische Komponenten wie die Stacks für ganz unterschiedliche Fahrzeuge nutzen. Die im F 800 Style eingesetzte Brennstoffzelle und der Elektromotor kommen beispielsweise auch in der B-Klasse F-CELL zum Einsatz. Die Brennstoffzellenvariante des F 800 Style ist für eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit von 180 km/h ausgelegt.

Der F 800 Style profitiert von dem herausragenden Know-how auf dem Gebiet der Brennstoffzellentechnologie, das bei Daimler bis zur Fertigung von Pkw und Nutzfahrzeugen reicht. Der neueste Mercedes-Benz Brennstoffzellenbus vom Typ Citaro wird mit zwei Pkw F-CELL Systemen desselben Typs betrieben, der in der B-Klasse F-CELL verwendet wird.

Emissionsfrei auch auf langen Strecken

Der Brennstoffzellen-Elektroantrieb für den F 800 Style wurde so konzipiert, dass es sich komplett im Vorderwagen unterbringen lässt. Das kompakte Vorbau-Package konnte dank konsequenter Größenreduzierung aller F-CELL Komponenten realisiert werden. So kommt zum Beispiel ein leistungsstarker, hocheffizienter und sehr laufruhiger elektrischer Turbolader für die Luftversorgung zum Einsatz. Da der Lader sehr leise arbeitet, ist keine aufwendige und voluminöse Geräuschkapselung erforderlich.

Die kompakten Komponenten ermöglichen die Integration des Elektroantriebs mit Brennstoffzelle in ein heckgetriebenes Fahrzeug mit den Abmessungen einer konventionellen Limousine. Der Elektromotor liegt dann platzsparend zwischen den Hinterrädern, die Lithium-Ionen-Batterie hinter der Rücksitzlehne. Die vier Wasserstofftanks sind bestmöglich geschützt im Mitteltunnel zwischen den Passagieren sowie unter der Rücksitzbank platziert.

Der Wasserstoff für den Betrieb der Brennstoffzelle wird mit 700 bar in insgesamt vier Fahrzeugtanks gespeichert. Sie können bis zu 5,2 Kilogramm des gasförmigen Kraftstoffs aufnehmen, ausreichend für einen Aktionsradius von fast 600 Kilometern. Diese Reichweite wird durch die intelligente Integration der Tanks in das Fahrzeug realisierbar und zeigt erstmals die konsequente Ausrichtung einer Fahrzeugarchitektur auf alternative Antriebe. Die Tanks sind nach außen hermetisch dicht, sodass auch bei längeren Standzeiten des Fahrzeugs kein Wasserstoff in die Umgebung entweicht.

Bei jedem Bremsvorgang und bereits beim Gaswegnehmen wandelt der Elektromotor Bewegungsenergie durch Rekuperation in elektrische Energie um, die in der Batterie gespeichert wird. Beim Rangieren, im langsamen Stadtverkehr mit Stop-and-go-Verkehr oder auf kurzen Fahrstrecken arbeitet der elektrische Antriebsmotor mit Batteriestrom. Reicht die Kapazität des Energiespeichers nicht aus, schaltet sich die Brennstoffzelle automatisch zu. Ob die elektrische Energie aus der Lithium-Ionen-Batterie, aus der Brennstoffzelle oder aus beiden Systemen zusammen genutzt wird, entscheidet das intelligente Antriebsmanagement jeweils vor dem Hintergrund höchster Effizienz.